悬浮弹旋翼结构参数对其气动力的影响分析

针对现有文献在小型旋翼的气动力研究上的不足,建立一种旋翼升力与阻力的理论计算模型.基于旋翼叶素理论和矩形桨叶的拉力与阻力扭矩理论计算,采用CFD仿真的方法对其流场进行仿真,利用fluent软件建立旋翼流场的多参考系模型,通过理论计算和试验相结合的方法对其气动力CFD仿真结果进行对比分析,并计算不同结构参数的旋翼模型,得到了包括桨叶数目、桨叶翼型、旋翼半径、桨叶宽度和桨叶安装角的结构参数对其气动力的影响.仿真结果证明了该CFD方法用于小型旋翼流场仿真的可行性,为悬浮弹悬浮装置的设计中旋翼结构参数的选择提供了依据.     

旋翼机构在超音速条件下的动力特性分析

以航弹引信旋翼机构为研究对象，着重分析了其在超音速流场中的机构动力特性，建立了该机构在超音速条件下的数学模型。并针对某型旋翼机构进行了计算机仿真，为该机械能在超音速条件下继续使用提供了理论参考依据。     

小型共轴旋翼自然来流下的抗风扰气动特性分析

针对自然环境中的二级风（1.6~3.3 m/s）和三级风（3.4~5.4 m/s）,对悬停状态的共轴双旋翼进行水平和竖直来流的抗风扰气动性能测试。在建立自然来流影响下的桨叶速度分布模型基础上,采用低速风洞模拟自然环境对共轴双旋翼进行了来流吹风试验。采用滑移网格方法计算旋翼流场,捕捉自然来流环境中流场内部的气动干扰现象,主要包括桨尖压强分布、流线分布和桨尖速度矢量。研究结果表明：所建立的模拟方法能够准确反映自然来流对共轴双旋翼流场气动特性影响;相比无来流状态,受竖直来流影响的共轴旋翼性能下降,而水平来流环境中的共轴旋翼具有较好的抗风扰性能,旋翼性能随着水平来流速度的增大而大幅度提高。     

基于自由尾迹分析的直升机旋翼下洗流场计算方法

建立一个包含机身影响的旋翼自由尾迹分析模型,以用于实际直升机旋翼和机身组合时的旋翼诱导速度场计算,为火箭导弹发射提供一个旋翼下洗流场计算方法。在该模型中,使用一个卷起桨尖涡模拟尾迹的影响,采用二阶升力线理论代替桨叶的作用,并采用一个源面元模型计入机身对旋翼尾迹的诱导和堵塞等影响;分别以美国佐治亚理工学院和马里兰大学所采用的旋翼／机身组合模型为算例,对多种状态进行计算;将计算的旋翼流场定常和非定常速度与可得到的实验结果进行对比,表明了本方法的有效性。     

直升机旋翼布局谈

直升机之所以不同于固定翼飞机能庄空中悬停，垂直起降，就在于它有一副旋转的机翼——旋翼。旋翼盘在空中飞速旋转时，空气会给旋翼一个反作用力矩，如果不设法平衡赶紧这个反作用扭矩，直升机就会向旋翼旋转的相反方向扭转，因而无法正常飞行。     

军用直升机旋翼尾迹在火箭弹道上的诱导流动计算

建立了旋翼升力线模型和广义尾迹模型，在计算尾迹涡线诱导速度时，采用了快速收敛方法。以ＡＨ－１Ｇ“眼镜蛇”直升机悬停旋翼在火箭轨道上的诱导速度分布为算例，数值结果与Ｌａｎｄｇｅｂｅ的预定尾迹旋翼入流模型分析结果作了对比，两者吻合较好。     

未来总设计师

常规型直升机在高速飞行时，是让高速旋转的旋翼触及音障，虽然此时机身的速度远没有达到产生音障的速度，但受前行浆叶的激波阻力所产生的振颤，会使机身产生振动，操纵变得困难。其原因在于：旋翼端部的线速度是最快的也是最先触及音障的。通常旋翼端部是借翼梁结构力由翼根的变化控制的，但因触及音障时形成激波阻力使翼端产生振颤，当这种振颤超过了翼梁的结构承受能力，便会使其不受根部的控制，而使振颤加剧，导致其它旋翼的共振，破坏动平衡与气动性，使旋翼失去升力而无法工作。     

悬停直升机桨叶下方的旋翼诱导流动计算

建立了旋翼自由尾迹模型，求解了悬停状态下桨盘下方0.1R处的旋翼诱导速度分布，计算结果与实验数据吻合较好，并对计算结果进行了简要的分析。     

冲击波和破片对直升机旋翼的联合毁伤研究

为研究冲击波和破片对直升机旋翼的联合毁伤,对旋翼结构进行分析,建立了两毁伤元共同作用下旋翼的毁伤模型,计算了装药量、炸点位置及破片穿孔密度等因素对旋翼毁伤的影响。研究表明:旋翼根部为最危险截面,炸点横向位置在旋翼展长中心线时旋翼根部应力最大;旋翼毁伤程度随炸点纵向距离的增大而逐渐减小,随装药量及破片穿孔密度的增加而逐渐增大;得出了冲击波和破片联合作用下旋翼毁伤的临界判据。     

涵道共轴双旋翼空气动力学特性分析

利用数值模拟对涵道共轴双旋翼的空气动力学特性进行研究。探讨在涵道的影响下,双旋翼距离的变化对上下旋翼拉力和扭矩的影响。通过与共轴双旋翼的对比确定涵道共轴双旋翼产生拉力的机理并分析涵道本体对共轴双旋翼气动特性的影响。数值结果表明:随着旋翼间距的增大,开始时上旋翼拉力大于下旋翼拉力,后来发生逆转。最后计算了上旋翼拉力占总拉力比值的变化关系。     

直升机静电场研究

直升机旋翼的旋转特性使其电场分布及变化规律与固定翼飞行器有明显区别。运用电磁场分析软件分析了旋翼的电荷分布特性,研究表明,由于尖端分布效应,直升机旋翼的电荷分布主要集中在旋翼顶端,旋翼中部的电荷分布较均匀。根据数值仿真结果,运用点电荷系建立了直升机运动时的荷电分布模型,该模型仿真结果表明,直升机的电场分布及变化规律明显地受到旋翼旋转及直升机自身运动的影响,电场信号中含有旋翼旋转及直升机运动的相关信息。内外场实验的结果与模型仿真结果基本相符,证明直升机旋翼荷电模型建立方法是可行的,可利用该模型对直升机静电探测和目标识别进行研究。     

弹箭在直升机旋翼下洗流场作用下运动规律研究

本文详细分析了弹箭在直升机旋翼下洗流场作用下所受的力及力矩，推导并获得了各力及力矩的表达式，在此基础上建立了弹箭在直升机旋翼下洗流场作用下的数理模型。通过数值仿真获得了弹箭在该下洗流场作用下的运动规律以及部分参数对弹箭运动的影响规律。研究结果为弹箭的弹道控制与修改提供了依据，具有重要意义。     

直升机下洗流场对导弹初始弹道影响

研究了导弹在两种不同控制模式下,直升机下洗流场对其初始弹道的影响。通过建立直升机下洗流场数学模型和导弹动力学和运动学模型,对导弹在旋翼干扰流场下的姿态和弹道变化进行了仿真研究,给出了在导弹自动驾驶仪启控或不启控状态下旋翼下洗流干扰对导弹姿态和弹道影响变化曲线。结论认为下洗流场对导弹初始弹道的影响是显著的,导弹自动驾驶仪的控制作用可有效减小这种影响。     

小型无人直升机活塞式发动机建模技术

针对传统的无人直升机发动机研究方法存在的问题,提出一种新的活塞式航空发动机系统建模方案。结合旋翼系统的特性,利用叶素理论对旋翼桨叶进行分析,分别建立了发动机功率特性模型和旋翼的负载模型,根据发动机的动力学特性得到发动机的转速,并通过Matlab仿真和试车台试验进行验证。仿真试验结果证明:该模型合理可行,能够满足无人直升机的仿真控制要求。     

直升机涡轴发动机燃油调节系统建模与仿真

依据直升机涡轴发动机控制原理,分析了直升机动力系统的控制回路,在已有对直升机动力系统研究的基础上,给出某型涡轴发动机及直升机旋翼的数学模型,并对某型直升机涡轴发动机燃油调节器进行具体的机理分析,建立了该调节器的数学模型。在以上数学模型的基础上,对该型直升机涡轴发动机燃油调节系统进行了全数字仿真研究,揭示了该型燃油调节器...     

无人直升机自主飞行的全数字仿真

针对目前无人直升机控制方法无法自行决策、管理及诊断和自修复等问题,对无人直升机自主飞行进行全数字仿真。以带主旋翼和尾桨的无人直升机为背景,以其吹风试验获得的状态矩阵和控制矩阵为仿真模型,设计无人直升机自主飞行时的控制律。以VC++为开发环境,对该无人直升机模型进行全数字仿真。仿真结果表明:该方法合理可靠,界面友好,能实现飞行状态动态变化的实时监测。     

武装直升机与空地导弹系统相容性分析

针对武装直升机与空地导弹的机-弹相容性问题,提出一种综合多因素的系统分析方法。从直升机旋翼下洗气流对初始弹道的影响、直升机飞行速度对初始弹道的影响、导弹发射过程中导弹弹道与直升机的相对位置关系、发动机喷流对直升机的影响等多角度,综合分析各种因素对载机和空地导弹的影响。该方法完善了直升机载空地导弹与载机相容性分析体系,可为直升机载空地导弹的机-弹相容性设计、攻击条件选择等提供技术支持。结果表明,直升机攻击时更高的飞行速度、合理的初始弹道设计以及减少发动机喷流可以提升武装直升机与空地导弹的相容性,仿真和实测数据结果验证了系统分析方法的有效性。     

单旋翼涵道风扇式无人直升机的钟摆现象与控制

单旋翼涵道风扇式无人直升机,采用轴对称的基本布局.其机体绕旋翼桨毂的钟摆现象为对称变悬点二维摆,且具有非线性、强耦合、高阶次、不稳定等特性.对于此钟摆现象,采用拉格朗日方程建立其多自由度模型、并在平衡态进行解耦和线性化.然后,设计线性二次最优控制器,使机体的摆动能在任何干扰下都稳定在平衡态.